Cara Mengolah Air Untuk Mendapatkan Air Bersih Dari Air Sungai Atau Air Banjir. Hanya Dalam Hitungan Menit

Daftar Isi Artikel

Bagi mayoritas penduduk Indonesia, penyediaan air bersih sampai saat ini sepertinya belum menjadi satu permasalahan yang terlalu serius dan mendesak. 

Letak geografis Indonesia yang berada di garis katulistiwa yang dianugerahi 2 musim sangat memungkinkan ketersediaan air yang sangat melimpah. 

Meski ada beberapa bagian wilayah yang mengalami permasalahan air bersih dari tahun ke tahun. Terutama sekali pada kondisi tertentu, seperti musim kemarau yang terlalu panjang, atau sebaliknya musim hujan yang menyebabkan banjir. 

Daerah khusus ibukota Jakarta sebenarnya sudah mengalami sedikit kesulitan tentang ketersediaan air bersih, dan diperkirakan akan makin bertambah parah beberapa puluh tahun ke depan. 

Hal ini sejalan dengan prediksi para ahli bahwa beberapa puluh tahun ke depan, tidak hanya Jakarta, namun di berbagai belahan penjuru dunia akan mempunyai masalah yang serius mengenai ketersediaan air bersih. 

Memiliki pengetahuan tentang bagaimana cara mengolah air (kotor) menjadi air bersih bisa merupakan hal yang berguna dan bermanfaat pada kondisi tertentu atau pada suatu saat nanti. 

Artikel singkat ini dimaksudkan untuk berbagi sedikit pengetahuan (berdasar pengalaman) tentang bagaimana cara mengolah air (kotor) menjadi air bersih dengan cara yang cepat dan juga tepat secara mandiri. 

Yang dimaksud dengan air bersih 

Air bersih adalah air yang memenuhi standar kualitas kesehatan tertentu untuk digunakan dalam aktivitas sehari-hari, seperti mandi, mencuci, dan memasak. 

Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan, air bersih harus memenuhi persyaratan fisik (jernih, tidak berwarna, tidak berbau), kimia (bebas logam berat/bahan kimia berbahaya), dan biologi (bebas mikroorganisme berbahaya). 

Air bersih tidak harus selalu layak langsung diminum. 

Air minum adalah air bersih yang telah melalui proses pengolahan lebih lanjut (bisa melalui proses pemasakan dan atau proses lainnya ) sehingga terbebas dari bahan kimia dan mikroorganisme berbahaya ( seperti E. coli dan kuman penyakit lainnya) dan aman untuk langsung dikonsumsi. 

Dasar pengolahan air (kotor) menjadi air bersih – secara singkat 

Sifat dan karakteristik air selalu dihubungkan dengan parameter fisis (fisika), chemis (kimiawi) dan biologis. Sehingga zat pengotor dalam air / polutan / impuritas ( air kotor ) juga selalu berhubungan dengan ketiga parameter tersebut. 

Prinsip dasar pengolahan air (kotor menjadi air bersih) adalah menghilangkan zat pengotor / polutan fisika, kimia dan biologis. 

Oleh karena itu metode pengolahan air pada dasarnya juga terbagi menjadi 3 (tiga) yaitu : 

1.Metode pengolahan air secara fisika (fisika) 

2.Metode pengolahan air secara kimiawi (chemis) 

3.Metode pengolahan air secara biologis 

1. Metode pengolahan air secara fisika (fisis) 

Yaitu metode pengolahan air yang didasarkan kepada sifat-sifat fisika zat pengotor / polutan yang terdapat di dalam air. 

Metode ini bertujuan menghilangkan zat pengotor / polutan dalam air yang bersifat fisis. 

Zat pengotor / polutan dalam air yang bersifat fisis dapat berupa : 

- Zat pengotor / polutan yang mengapung 

Yaitu zat pengotor / polutan yang mengapung di permukaan air berat karena jenisnya lebih kecil daripada berat jenis air. 

Misalnya : sampah gabus, plastik, kertas, ranting kayu dan sejenisnya. 

- Zat pengotor / polutan yang melayang 

Yaitu zat pengotor / polutan yang melayang atau tersuspensi, tidak larut sempurna dan tidak mengendap di dasar perairan secara cepat, melainkan melayang di dalam kolom air (koloidal) karena berat jenisnya sama atau hampir sama dengan berat jenis air. 

Misalnya : mikroplastik, sedimen/lumpur halus, mikro organisme, detergen, pestisida, partikel koloid, padatan tersuspensi, bahan terlarut dan sejenisnya. 

- Zat pengotor / polutan yang tenggelam 

Yaitu zat pengotor / polutan yang tenggelam ke dasar kolom air, karena karena berat jenisnya lebih besar daripada berat jenis air 

Misalnya : tanah, pasir, kerikil, logam dan sejenisnya 

Secara umum zat pengotor / polutan yang melayang lebih sulit dipisahkan/dihilangkan dibanding dengan zat pengotor / polutan yang terapung dan tenggelam. 

Secara garis besar, metode pengolahan air secara fisika bekerja berdasarkan perbedaan berat jenis. 

Dalam hal ini dapat berupa : 

a.Pengapungan (floatasi) 

Yaitu menghilangkan zat pengotor / polutan dengan cara diapungkan kemudian dipisahkan. 

Ditujukan untuk zat pengotor / polutan yang bersifat melayang, misalnya : ranting kayu, gabus, minyak dan sejenisnya. 

b.Penyaringan (filtrasi) 

Yaitu menghilangkan zat pengotor / polutan dengan cara disaring –menggunakan saringan kasar sampai ke saringan yang lebih halus - kemudian dipisahkan. 

Ditujukan untuk zat pengotor / polutan yang berukuran besar atau cukup besar, baik yang bersifat terapung ataupun melayang. 

Penyaringan (filtrasi) tidak efektif untuk memisahkan/menghilangkan zat pengotor / polutan tersuspensi, terlarut, terdispersi, partikel koloid dan sejenisnya, meskipun sifatnya melayang di dalam kolom air. Untuk zat pengotor / polutan jenis ini dibutuhkan metode lainnya. 

Metode kimiawi umumnya lebih efektif. 

c.Pengendapan (sedimentasi) 

Yaitu menghilangkan zat pengotor / polutan dengan cara mengendapkan (memaksa mengendap atau mempercepat pengendapan ), kemudian dipisahkan. 

Ditujukan untuk zat pengotor / polutan yang lebih lebih berat dari air, misal : tanah, pasar, lumpur dan sejenisnya. 

d.Metode fisika lainnya. 

Masih ada beberapa metode fisika lainnya yang bisa dipergunakan, misalnya dengan adsorbsi, aerasi, distilasi, dsb. 

Namun metode ini jarang digunakan untuk pengolahan/penjernihan air pada umumnya, terkecuali untuk kasus tertentu. 

Misalnya pengolahan air dari limbah (industri) sering digunakan metode aerasi. 

Yang paling umum dan lazim digunakan dalam pengolahan/penjernihan air adalah point a,b dan c. 

2.Metode pengolahan air secara kimiawi (chemis) 

Yaitu metode pengolahan air dengan melakukan reaksi kimiawi / penambahan bahan kimia tertentu sehingga air dapat dipisahkan/dihilangkan dari zat pengotor / polutannya. 

Metode kimia / penambahan bahan kimia sangat bervariasi, tergantung kepada zat pengotor / polutan yang akan dihilangkan. 

Namun pada kasus pengolahan/penjernihan air (kotor) pada umumnya, reaksi kimiawi/penambahan bahan kimia biasanya ditujukan untuk : 

a.pengaturan pH 

Salah satu persyaratan air bersih adalah pH nya netral = ± 7 (6,5 – 8,5) 

Bahan kimia ditambahkan untuk menaikkan atau menurunkan pH air sehingga netral. 

-Bahan yang bisa digunakan untuk menaikkan pH air (pH basa) antara lain : 

Kapur/Kalsium Hidroksida (Ca(OH)₂), Soda abu / Soda Ash (Na₂CO₃) dan Soda Api / kaustik soda (NaOH). 

Kapur adalah pilihan yang relatif lebih aman. 

-Bahan yang bisa digunakan untuk menurunkan pH air (pH asam) antara lain : 

karbon dioksida (CO2), natrium bisulfate, asam sitrat (citric acid), asam sulfat (H2SO4), asam klorida (HCl) dalam konsentrasi rendah. 

Karbon dioksida adalah pilihan yang relatif lebih aman. 

Meski demikian, proses penurunan pH cukup jarang dilakukan pada pengolahan air. Sebab pada proses koagulasi biasanya terjadi penurunan pH (pH drop) akibat efek koagulan. 

Yang dilakukan biasanya justru sebaliknya, yaitu menaikkan pH. 

Pengaturan pH biasanya dilakukan berbarengan dengan proses koagulasi-flokulasi. 

b.Koagulasi dan flokulasi 

Boleh dikatakan proses inilah yang merupakan “mesin utama” dalam pengolahan/ penjernihan air. Dengan melakukan proses koagulasi-flokulasi zat pengotor/polutan dalam air, jauh lebih mudah untuk dipisahkan. 

-Koagulasi 

Koagulasi adalah proses penambahan bahan kimia tertentu (disebut koagulan) untuk mengikat/menetralkan muatan (negatif) partikel kotoran yang tersuspensi dalam air (yang menyebabkan air keruh) agar mudah menyatu dan membentuk gumpalan-gumpalan (mikro flok). 

Bahan yang lazim digunakan sebagai koagulan antara lain : tawas/Alum (Aluminium Sulfat) PAC (Poly Aluminium Chloride), Besi Klorida (Ferric Chloride),Ferro/Ferri Sulfate, Kalsium Oksida (Cao), dan sebagainya. 

Sedangkan bahan alami yang bisa berfungsi sebagai koagulan antara lain : biji kelor (Moringa oleifera), biji pepaya (Carica papaya), kulit pisang, biji tanaman Legum (kacang-kacangan), tanin (ekstrak kayu/kulit pohon), biji Gamal (Leucaena leucocephala), bawang (ekstrak biji), lidah buaya (Aloe vera), jus batang pisang, Kitosan (Chitosan), hingga Zeolit. 

Koagulan bahan kimia umumnya lebih efektif dan efisien dibanding koagulan alami. 

Dan PAC adalah pilihan yang paling efektif dan efisien. 

-Flokulasi 

Flokulasi adalah proses penambahan bahan kimia tertentu (disebut flokulan) untuk mengikat dan menyatukan gumpalan (mikro flok) yang telah terbentuk pada proses koagulasi menjadi gumpalan (flok) yang jauh lebih besar.

Gumpalan besar (flok) yang terbentuk oleh proses flokulasi ini dapat bersifat lebih berat daripada berat jenis air (tenggelam) atau lebih ringan daripada berat jenis air (mengapung), tergantung kepada jenis flokulan yang digunakan. 

Gumpalan besar (flok) yang bersifat lebih berat (tenggelam) biasanya lebih dipilih dan disukai karena lebih sederhana dan mudah dalam proses dan penangannya. 

Gumpalan besar (flok) yang bersifat lebih ringan (terapung) umumnya membutuhkan proses dan peralatan tambahan untuk “menyuntikkan” udara ke dalam sistemnya. 

Flokulan umumnya merupakan senyawa polimer. Poliakrilamida (PAM), Poliamina dan Polietilen Oksida adalah beberapa contohnya 

Di pasaran, flokulan biasanya dijual dalam bahan kimia yang bermerek, misalnya : Katfloc, Chemfloc, Aquaright, Sedifloc, Accofloc, Superfloc, Ferrosil dan sebagainya. 

Flokulan alami bisa diperoleh dari kitosan, pati dan selulosa. 

Pada proses koagulasi-flokulasi umumnya akan terjadi penurunan pH (pH drop). 

Oleh karena itu pada proses ini biasanya dibarengi dengan proses pengaturan pH. 

Sebab koagulan umumnya tidak akan efektif jika bekerja pada pH rendah (kondisi asam). 

Proses koagulasi-flokulasi umumnya dipercepat dengan pengadukan (agitasi). 

Hasil dari proses koagulasi-flokulasi akan jauh lebih mudah dipisahkan antara zat pengotor / polutan dan air tapisannya. 

c.Disinfeksi 

Yaitu proses mematikan mikroorganisme patogen (bakteri, virus, parasit yang dapat menyebabkan penyakit) yang terdapat di dalam badan air. 

Disinfeksi air dapat menggunakan menggunakan metode dengan penambahan zat kimia disinfektan atau dengan teknologi lanjutan seperti sinar UV dan ozonisasi.

Secara umum, disinfeksi menggunakan bahan kimia lebih dipilih karena alat dan prosesnya lebih sederhana. 

Bahan kimia yang lazim digunakan untuk disinfeksi air antara lain : klorin (kaporit/natrium hipoklorit), kloramin, klorin dioksida, hidrogen peroksida dan juga ozon. 

Gas Ozon sangat efektif, namun mahal. 

Kaporit/Chlorin merupakan pilihan umum yang paling lazim. 

Pilihan proses pengolahan air : batch atau kontinyu ? 

Ditinjau dari keberlanjutannya, secara umum proses dapat dibagi menjadi : 

1.Proses Batch 

Yaitu proses yang sekali jalan, lalu selesai. Namun bisa diulangi, dan seterusnya.

Contohnya : membuat 1 gelas kopi, selesai. Bisa diulangi lagi membuat 1 gelas kopi. Dan seterusnya. 

2. Proses kontinyu 

Yaitu proses yang berjalan terus menerus 24 jam berkesinambungan. 

Mana proses yang dipilih untuk pengolahan/penjernihan air? 

Untuk skala industry/komersial proses kontinyu, biasanya dipilih. Selain efektif-efisien juga mampu memenuhi kebutuhan dalam jumlah besar terus menerus.

Namun dibutuhkan peralatan dan biaya yang lebih kompleks dan mahal. 

Untuk skala kecil/rumah tangga/perorangan memilih proses batch adalah lebih bijaksana. 

Proses pengolahan air yang dilakukan oleh perusahaan penyedia air bersih ( PAM ) 

Ada beberapa perusahaan penyedia air minum yang memperoleh air dari sumber air bawah tanah (tapi cukup jarang).

Jika air diperoleh dari sumber ini maka perlakuannya lebih sederhana. 

Beberapa perusahaan penyedia air minum lainnya memperoleh air dari sumber air permukaan seperti danau, sungai dan sejenisnya. 

Pengolahan air bersih yang dilakukan oleh perusahaan penyedia air minum (PDAM misalnya) secara garis besar dapat digambarkan dalam 3 proses utama sebagai berikut : 

1. Intake 

Yaitu penyedotan/pengambilan air dari sumbernya 

2. Filtrasi (penyaringan) 

Untuk menghilangkan semua zat pengotor/polutan di dalam badan air yang bisa dilakukan dengan disaring. 

Karena itu proses filtrasi dilakukan secara bertingkat, yaitu menghilangkan kotoran yang kasar/besar, menghilangkan kotoran yang halus dan menghilangkan kotoran yang halus yang masih bisa disaring. Proses filtrasi dilakukan sebelum proses sedimentasi dan juga setelah proses sedimentasi. 

3. Koagulasi-flokulasi 

Yaitu proses penambahan bahan kimia koagulan dan flokulan untuk mendapakan air yang mudah dipisahkan dari zat pengotor/polutannya. Biasanya dibarengi juga dengan proses pengaturan pH.

4.Sedimentasi (pengendapan) 

Yaitu mengendapkan/memisahkan kotoran yang terikut pada badan air, sehingga didapatkan air yang lebih jernih 

5.Disinfektasi 

Yaitu langkah terakhir untuk membinasakan bakteri atau jasad renik lain yang mungkin terikut dalam air. 

Cara mendapatkan air bersih (mengolah/menjernihkan air kotor secara mandiri) 

Jika pada kondisi tertentu mengalami kesulitan pasokan air bersih (misal karena kemaru panjang, banjir dan sebagainya) dapat dilakukan upaya mendapatkan air bersih secara mandiri. 

Zat pengotor/polutan yang terikut pada air sungai, danau, air banjir biasanya berupa kotoran yang terapung dan melayang/terlarut bisa berupa : daun, ranting kayu, sampah kertas, plastik, dsb, serta kekeruhan. 

Meski terlihat kotor, air ini umumnya pH nya netral (±7) dan jarang mengandung bahan kimia berbahaya ( terkecuali banjinya di daerah limbah industri ). 

Dari sumber air yang tersedia (saat itu) misal : air sungai, air banjir dan sebagainya ( yang masih keruh) dapat diolah / dijernihkan sehingga didapatkan air bersih dengan langkah-langkah berikut : 

1.Pilihan proses : proses batch 

2. Basis pengolahan = 200 liter air 

3.Alat dan bahan : 

a.Alat : 

- Ember kecil = 3 buah 

Untuk wadah larutan koagulan, larutan flokulan dan larutan kaporit 

- Ember sedang = 1 buah untuk mengambil air kotor/air keruh 

- Drum plastik besar 220 liter = 2 buah (dapat menyesuaikan kondisi ) 

 Satu buah untuk proses penjernihan air dan satu buah untuk menampung air bersih 

- Pengaduk = 1 buah 

- Saringan kawat halus untuk saringan, secukupnya 

b.Bahan 

- Koagulan (tawas/Alum) = 20 gram ( setara dengan 100 ppm dalam proses nantinya) 

Bisa berbentuk bongkahan atau serbuk. Bentuk serbuk lebih mudah dalam penanganannya. 

- Flokulan (PAM-pilih salah satu merk) = 1 gram (setara dengan 5 ppm dalam proses nantinya) 

Flokulan umumnya berbentuk serbuk yang terasa lembut dan akan menjadi larutan kental, licin agak lengket (jelly) setelah ditambah air. 

- Disinfektan (Kaporit) = 0.4 gram (setara dengan 2 ppm dalam proses nantinya) 

c.Cara mendapatkan air bersih dari sungai atau air banjir 

Langkah persiapan : 

- larutkan tawas/Alum dalam air secukupnya 

- larutkan flokulan dalam air secukupnya 

- larutkan kaporit dalam air secukupnya 

- Tempatkan/letakkan saringan kawat di atas/mulut drum plastik 

Langkah proses : 

- Ambil air kotor ( sungai / air banjir ) dengan ember sedang 

- Buang/bersihkan ( secara manual ) kotoran-kotoran besar yang mengapung 

- Tuangkan secara perlahan ke dalam drum plastik melewati saringan kawat. 

Bersihkan kotoran yang menempel/tersaring oleh kawat saringan 

- Ulangi langkah ini hingga drum plastik terisi sekitar 200 liter air (hampir penuh) 

- Tuangkan cairan koagulan ke air di dalam plastik sambil diaduk kuat 

- Begitu larutan koagulan habis, tuangkan segera larutan flokulan ke air dalam drum plastik sambil diaduk kuat 

- Tuangkan larutan kaporit, tetap sambil diaduk

- Terus lakukan pengadukan sekitar 1 menit 

- Biarkan/diamkan selama sekitar 2 menit agar, koagulan-flokulan bereaksi dan kotoran mengendap di dasar drum plastik 

- Kotoran yang menyebabkan air keruh akan mengendap di dasar drum plastik, sedangkan lapisan di atasnya sudah berupa air jernih 

Langkah penapisan : 

- Setelah 10 – 15 menit ambil air yang sudah jernih, sebaiknya dengan cara ditapis. 

Dalam waktu maksimal 2 menit, gumpalan (flok) kotoran dalam air biasanya sudah mengendap sempurna. 

Namun karena juga terdapat kaporit, perlu waktu selama 15–30 menit agar klorin aktif bekerja. 

- Miringkan drum plastik secara perlahan sehingga air bersih keluar dari mulut drum

-Tampung air yang sudah bersih dalam drum plastik satunya. 

-Jika agak kesulitan (berat) bisa dilakukan dengan menciduk bagian atas air menggunakan ember secara perlahan agar endapan kotoran tidak menyebar kembali (Jawa : mubal) 

Langkah di atas bisa diulangi lagi, jika masih membutuhkan air dalam jumlah lebih banyak. 

Catatan : 

1. Dosis koagulan pada proses di atas adalah = 100 ppm. 

Berdasar pengalaman, untuk menjernihkan air kotor (setara air sungai keruh) dibutuhkan koagulan dengan dosis 80 ppm – 120 ppm. 

Dosis 100 ppm umumnya merupakan dosis pertengahan dengan hasil yang sangat jernih. 

Dosis di atas bisa disesuaikan dengan kondisi air yang diolah. 

2. Dosis flokulan pada proses di atas adalah = 5 ppm. 

Untuk menjernihkan air kotor (setara air sungai keruh) dibutuhkan koagulan dengan dosis 4 ppm – 7 ppm. Dosis 5 ppm umumnya merupakan dosis pertengahan dengan hasil yang sangat jernih. 

Dosis di atas bisa disesuaikan dengan kondisi air yang diolah 

3. Dosis disinfektan pada proses di atas adalah = 2 ppm. 

Dosis kaporit aman untuk disinfeksi air adalah 1–3 ppm. 

Dosis ini efektif membunuh kuman tanpa bahaya kesehatan. 

Dosis tinggi dapat menyebabkan air berbau/rasa tidak sedap, sehingga disarankan mendiamkan air selama 15–30 menit agar klorin aktif.

Lihat juga : Sodium Hipochlorit untuk membuat cairan pemutih 

4. Jika gumpalan kotoran air sudah mengendap sempurna, jangan diaduk lagi atau digoyang terlalu keras, karena flok yang sudah terbentuk justru bisa pecah kembali. 

5. Yang perlu diperhatikan adalah : berikan dosis yang sesuai. 

Jika dosis terlalu rendah flok yang terbentuk lama/susah untuk mengendap sehingga air kurang/tidak jernih. Demikian juga sebaliknya, jika dosis terlalu besar, flok yang terbentuk justru akan pecah, air yang dihasilkan juga kurang/tidak jernih. 

Jadi tidak berarti lebih banyak (dosis) lebih bagus. 

Kesimpulan 

Pada saat ini, kebanyakan masyarakat Indonesia tidak terlalu kesulitan mendapatkan pasokan air bersih. Terkecuali pada kondisi tertentu, misal kemarau panjang atau banjir besar. 

Pada kondisi tersebut, air bersih sebenarnya bisa didapatkan dengan cara mengolah air yang tersedia sehingga didapatkan air bersih. 

Jika dengan cara penjernihan konvensional (yang umum dilakukan masyarakat) untuk mendapatkan air bersih dari air kotor bisa memakan waktu berjam-jam, maka dengan mengikuti cara yang diuraikan di atas (kuncinya pada penambahan flokulan), bahkan bisa mendapatkan air bersih dari air sungai atau air banjir yang kotor hanya dalam hitungan menit. 

Semoga bermanfaat.